Aliens in de ijskap van Antarctica, superparasieten uit een mammoet in Siberië en een virus uit de permafrost in Groenland: het concept van eeuwenoude virussen die ontwaken uit het ijs is voer voor menig filmscript.

Maar hoe vergezocht is zo’n scenario? Zouden pathogenen die ooit alomtegenwoordig waren op aarde, maar sindsdien millennia lang in gletsjers, ijskappen en permafrost verborgen waren, opnieuw tot leven komen en moderne ecosystemen vernielen? De voorbije jaren bleek dat wel degelijk een reëel risico.

Gevaar

In 2003 werden oude bacteriën tot leven gewekt uit de diepste ijsstalen in het Tibetaanse plateau. Het ijs op die diepte was meer dan 750.000 jaar oud. En in 2014 werd een “zombievirus” gereactiveerd uit 30.000 jaar oude Siberische permafrost.

Of wat denk je van een uitbraak van miltvuur (anthrax) in het westen van Siberië in 2016? Die werd toegeschreven aan de snel smeltende permafrost, doodde duizenden rendieren en besmette tientallen mensen.

Meer recent vonden wetenschappers een opvallende genetische compatibiliteit tussen virussen uit sedimenten in het Noordpoolgebied en potentiële gastorganismen.

4000 triljard

Het klimaat van de aarde warmt aan een spectaculair tempo op, en doet dat nog eens vier keer sneller in de koudste regio’s op aarde, zoals het Noordpoolgebied. Volgens schattingen kunnen we ons per jaar verwachten aan zo’n 4.000.000.000.000.000.000.000 (4000 triljard) micro-organismen uit smeltwater. Dat is ongeveer evenveel als het geschatte aantal sterren in het universum.

Maar ondanks dat gigantische cijfer kan niemand schatten welke risico’s die organismen met zich meebrengen voor moderne ecosystemen. In een nieuwe studie in het tijdschrift PLOS Computational Biology berekenden we daarom de ecologische risico’s wanneer onvoorspelbare oude virussen vrijkomen.

Onze simulaties laten zien dat 1 procent van de gesimuleerde introducties van slechts één slapende ziekteverwekker grote milieuschade en het wijdverspreide verlies van gastorganismen over de hele wereld kan veroorzaken.

Digitale werelden

We maakten gebruik van de software Avida om in experimenten de introductie van één type oude pathogenen in moderne biologische gemeenschappen te simuleren.

Vervolgens maten we de impact van dat pathogeen op de diversiteit van moderne gastbacteriën in duizenden simulaties, en die vergeleken we met simulaties zonder de introductie van het pathogeen.

Daaruit blijkt dat de oude pathogenen vaak overleven en evolueren in de gesimuleerde moderne wereld. In zo’n 3 procent van de gevallen werden de pathogenen dominant in hun nieuwe omgeving – een scenario waarin ze waarschijnlijk schade zouden toebrengen aan moderne gastgemeenschappen.

In het worst-case-scenario (dat wel nog steeds helemaal mogelijk is), reduceerde de invasie de omvang van de gastgemeenschap met wel 30 procent.

Het risico op zo’n kleine fractie van pathogenen kan dan klein zijn, maar je moet in gedachten houden dat dit de resultaten zijn van een experiment waarbij maar één specifiek pathogeen getest werd in de gesimuleerde omgevingen. Gezien de enorme hoeveelheid oude microben die op de wereld worden losgelaten, vormen de mogelijke uitbraken dus een reëel gevaar.

Uitsterven en ziektes

Uit onze bevindingen blijkt in elk geval dat de onvoorspelbare bedreiging, die tot nog toe beperkt bleef tot science fiction, in de toekomst tot een krachtige motor van ecologische verandering kan uitgroeien.

Hoewel we het potentiële risico voor de mensheid niet in kaart hebben gebracht, is het al zorgwekkend dat “tijdreizende” pathogenen zich kunnen ontwikkelen in een gastgemeenschap en die ook ernstig kunnen ontregelen.

Dat betekent een nieuwe factor in het uitsterven van soorten in onze moderne tijd, die momenteel zelfs in onze worst-case modellen nog niet is meegerekend. Als maatschappij moeten wie die potentiële risico’s kennen om ons erop te kunnen voorbereiden.

Gekende virussen zoals SARS-CoV-2, ebola en hiv zijn waarschijnlijk bij de mens terechtgekomen na contact met dieren. Het is dan ook erg plausibel dat oude virussen in het ijs de mens kunnen bereiken via die zoönotische route.

Het risico dat een pathogeen uit het smeltende ijs catastrofale uitsterven veroorzaakt is niet groot, maar uit onze resultaten blijkt ook dat het niet langer een fantasie is waar we ons niet op hoeven voor te bereiden.

Corey J. A. Bradshaw is hoogleraar Ecologie aan de Flinders University in Australië, Giovanni Strona is Ecoloog aan de Universiteit van Helsinki.